【应用】利用PI TNY280P离线式开关IC设计18V-265V超宽电压工业控制辅助电源

时间： 2018-08-30 来源：世强

技术问答

在设计工业控制辅助电源，可采用PI公司推出的TinySwitch-Ⅲ系列离线式开关IC，常规设计中最低电压输入范围只能做到85V，低于75V时，芯片就无法提供足够的偏压以维持正常工作，这就大大限制了TinySwitch-Ⅲ系列离线式开关IC在低压领域的应用。为了使TinySwitch-Ⅲ在超低交流输入电压下也能正常工作，本文提出一种悬浮式高压恒流源方案，可解决上述难题。

一、设计案例说明

超宽电压输入（18V-265V）,输出功率3W，输出电压5V，TinySwitch-Ⅲ离线式开关（具体型号ICTNY280PN）

图1 TinySwitch-Ⅲ宽电压输入5V 600mA电源原理图

二、设计关键：浮动恒流源工作原理

图2 浮动恒流源设计原理图

数据手册中注明的用于确保U1正常启动和工作的最小漏极电压限值为50 V。但是，如果通过外部电源向旁路引脚馈电，芯片可接受外部供电，那么即使在较低的输入电压下也可启动和工作。由Q1、Q2、VR2、D2、D4、R4、R5和R6组成的启动电路是一个浮动恒流源（在图2单独显示），它能够在整个输入电压范围内为TinySwitch-III的BP/M引脚提供约为600 μA的恒流。

该电路源自基本的单晶体管电流源，它采用一个齐纳二极管VR2,为Q2（NPN）的基极引出端设计参考电压，并以此给R5两端一个固定电压，从而设定恒流源。然而由于输入电压的范围很宽，参考齐纳二极管的偏置电流在很大范围内变化。这将导致功率耗散增加并使编程的恒流发生偏移。要克服上述难题，需要由其它的电流源（由Q1（PNP）与R4形成）提供偏置电流。将等于VBE的恒压强加于R4，这将在整个工作范围内固定流入参考齐纳二极管的偏置电流。Q2在较低输入电压下提供恒流，而Q1则在较高的输入电压下提供恒流。图3显示了电流流经Q1和Q2时的模拟结果。输入电压达到大约50 VDC时，Q2将提供恒流。输入电压超过50 VDC时，经过Q2的电流将线性降低，而经过Q1的电流则呈线性增加。输入电压达到最大值375 VDC时，则主要由Q1提供恒流。

图3 在低输入电压条件下，浮动恒流源提供充电电流

通过上面的介绍，相信大家对PI的TinySwitch-Ⅲ系列离线式开关IC宽电压输入工业控制辅助电源设计有清晰的认知了，如果您感兴趣记得收藏和点赞哦，感谢！有问题请留言或在技术难题版块咨询，我们会有专业技术团队为您解答。

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